化学反应速率和化学平衡

高考资源网（ks5u.com） 您身边的高考专家 专题二　化学基本理论 第1讲　化学反应速率和化学平衡 真题试做 1．(2012课标全国理综27题部分)COCl2的分解反应为COCl2(g)===Cl2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋108 kJ·mol－1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出)： ①计算反应在第8 min时的平衡常数K＝______； ②比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低：T(2)______T(8)(填“＜”“＞”或“＝”)； ③若12 min时反应在温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)＝______ mol·L－1；[来源:学|科|网Z|X|X|K] ④比较产物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大小______； ⑤比较反应物COCl2在5～6 min和15～16 min时平均反应速率的大小： v(5～6)______v(15～16)(填“＜”“＞”或“＝”)，原因是_________________________[来源:学。科。网Z。X。X。K] ______________________________________________________________________。 2．(2011课标全国理综27题部分)(1)在容积为2 L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T1、T2均大于300 ℃)。 下列说法正确的是__________(填序号)。 ①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝eq \f(nA,tA) mol·L－1·min－1 ②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 ③该反应为放热反应 ④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时eq \f(n(H2),n(CH3OH))增大 (2)在T1温度时，将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为____________。 3．(2010课标全国理综26题部分)将0.23 mol SO2和0.11 mol氧气放入容积为1 L的密闭容器中，在一定温度下，反应达到平衡，得到0.12 mol SO3，则反应的平衡常数K＝______________。若温度不变，再加入0.50 mol氧气后重新达到平衡，则SO2的平衡浓度________(填“增大”“不变”或“减小”)，氧气的转化率________(填“升高”“不变”或“降低”)，SO3的体积分数________(填“增大”“不变”或“减小”)。 4．(2010课标全国理综，28)某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题： (1)上述实验中发生反应的化学方程式有__________________________； (2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_________________________________； (3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是________； (4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有________________________ _______________________________________________________________(答两种)； (5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。 ①请完成此实验设计，其中：V1＝______，V6＝______，V9＝______； ②反应一段时间后，实验A中的金属呈________色，实验E中的金属呈________色； ③该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请氢气生成速率下降的主要原因_________________________________________________________________。 考向分析 近几年所考查的热点：①有关化学反应速率及平衡的计算；②影响化学反应速率及平衡的因素；③有关化学平衡常数的计算及影响因素。近几年增大了有关化学平衡常数计算的难度。 热点例析 热点一、外界条件对化学反应速率及化学平衡的影响 【例1】将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气，反应的热化学方程式为：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1 (1)下列措施中，能提高碳的转化率的是____________(填字母序号)。 a．容器的容积不变，增加水蒸气的物质的量 b．缩小容器的容积，增大压强 c．扩大容器的容积，减小压强 d．其他条件不变，升高温度 e．压强不变，充入He气 f．及时将水煤气从容器中移走 g．加入催化剂 h．采取措施使化学平衡常数K增大 (2)当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列叙述正确的是______(填字母序号)。 a．CO的质量分数一定增加 b．CO的产量一定增加 c．反应物的转化率一定增大 d．反应物的浓度一定降低 e．生成CO的速率一定大于生成H2O的速率 f．正反应速率一定增大 g．逆反应速率一定减小 h．可以增加碳的质量，使平衡向正反应方向移动 i．c(H2O)/c(CO)的值一定减小 j．化学平衡常数K一定增大 注意点 1.影响化学反应速率的因素常与影响化学平衡移动的因素结合在一起进行考查，同学们在做题时，一定要注意排除化学平衡移动的干扰，如： (1)温度： ①因为任何反应均伴随着热效应，所以只要温度改变，平衡一定发生移动。 ②温度升高，不论是吸热反应还是放热反应，v(正)、v(逆)均增大，吸热反应方向增大的倍数大于放热反应方向增大的倍数，致使平衡向吸热反应方向移动，不能错误认为正反应速率增大，逆反应速率减小。同理，降低温度平衡向放热反应方向移动，但v(正)、v(逆)均减小。 (2)催化剂： 催化剂只能同倍地改变正、逆反应速率，改变到达平衡所需的时间，不影响化学平衡。 (3)浓度： ①增大反应物浓度的瞬间v(正)增大，v(逆)不变，平衡向正反应方向移动，v(正)逐渐减小，v(逆)逐渐增大，但最终v(正)、v(逆)均比原平衡大。同理，减小反应物浓度或减小生成物浓度，最终v(正)、v(逆)均比原平衡小。 ②纯固体、纯液体无浓度变化，增加其量对反应速率及平衡均无影响。 (4)压强： ①加压(减小容器体积)对有气体参加和生成的反应，气体浓度增大，v(正)、v(逆)均增大，气体体积之和大的一侧增加的倍数大于气体体积之和小的一侧增加的倍数，平衡向气体体积减小的方向移动。同理，增大体积减压，v(正)、v(逆)均减小。 ②等体积反应加压只能同倍地改变正、逆反应速率，改变到达平衡所需的时间，不影响化学平衡。 ③无气体的反应，压强变化对反应速率及平衡均无影响。 2．注意压强的变化一定要归结到浓度的变化。 (1)如果压强改变但浓度不变，化学反应速率及平衡也不变化，如恒容时：充入惰性气体eq \o(――→,\s\up7(引起))容器内气体总压增大，但反应物浓度不变，反应速率不变，化学平衡不移动。 (2)如果压强不变，但浓度变化，那么化学反应速率及平衡也相应发生变化，如恒压时，充入惰性气体eq \o(――→,\s\up7(引起))容器容积增大eq \o(――→,\s\up7(引起))气体反应物浓度减少eq \o(――→,\s\up7(引起))反应速率减小，平衡向气体体积增大的方向移动(反应前后气体体积不变的反应除外)。 3．注意平衡移动的方向与转化率、浓度、体积分数等之间的关系。 如恒温恒容条件下向N2＋3H22NH3中充入N2，平衡右移N2的转化率降低，H2的转化率增大，NH3的体积分数减小，N2的浓度增大。 即时训练1 (2012山东泰安期末，15)下列说法中，正确的是(　　)。 A．增大反应物浓度，平衡正向移动，反应物的转化率一定增大 B．正、逆反应速率改变时，平衡一定发生移动 C．对于任何可逆反应，使用催化剂只改变反应速率，不影响平衡 D．增大体系压强，化学反应速率加快，化学平衡一定正向移动 热点二、化学平衡的建立及平衡常数 【例2】(2012北京东城期末，20)一定条件下，体积为1 L的密闭容器中发生如下反应： SiF4(g)＋2H2O(g)SiO2(s)＋4HF(g)　ΔH＝＋148.9 kJ·mol－1 (1)下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是________(填序号)。 a．v(SiF4)消耗＝4v(HF)生成 b．容器内气体压强不再变化 c．容器内气体的总质量不再变化 d．HF体积分数不再变化[来源:学科网] (2)反应过程中测定的部分数据如下表(表中t2＞t1)： 反应时间/min n(SiF4)/mol n(H2O)/mol 0 1.20 2.40 t1 0.80 a t2 b 1.60 通过a或b的值及化学平衡原理说明t1时反应是否达到化学平衡状态：____________________________。 (3)若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大，该反应________(填序号)。 a．一定向正反应方向移动 b．一定向逆反应方向移动 c．一定是减小压强造成的 d．一定是升高温度造成的 e．SiF4的平衡转化率一定增大 (4)反应进行2 min时，容器内气体的密度减小了0.03 g·L－1，则这2 min内该反应的反应速率v(HF)＝______ mol·(L·min)－1。 方法归纳1.可逆反应达到平衡状态的标志 (1)绝对标志 (2)相对标志 ①有气体参加的反应，气体的总压强、气体的总体积、气体的总物质的量不变时，当是等体积反应时，不平衡；当是不等体积反应时，平衡。 ②气体的密度(eq \f(气体总质量,气体体积))、气体的平均相对分子质量(eq \f(气体总质量,气体总物质的量))不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况判断是否平衡。 ③平衡体系中的颜色不变，如果平衡体系中的物质有色则可以判断平衡。 2．化学平衡常数 (1)平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度、反应速率无关，但与转化率有关。 (2)平衡常数越大，平衡向右进行的程度越大。 (3)浓度商Q与平衡常数K关系： ①Q＞K，反应向逆反应方向移动； ②Q＝K，反应处于平衡状态； ③Q＜K，反应向正反应方向移动。 即时训练2(改编自2012江苏苏锡常镇四市调研，15)在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝a kJ·mol－1其化学平衡常数K和温度t的关系如下表： t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 下列说法中正确的是(　　)。 A．该反应的正反应为放热反应，即a＜0 B．当v(H2)＝v(H2O)时该反应达到化学平衡状态 C．当其他条件不变时，若缩小容器的体积，则有利于该反应平衡正向移动 D．当平衡浓度符合c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)时的温度为830 ℃ 热点三、化学平衡图像 【例3】(2012江西南昌一模，12)合成氨的热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。现将1 mol N2(g)、3 mol H2(g)充入一容积为2 L的密闭容器中，在500 ℃下进行反应，10 min时达到平衡，NH3的体积分数为w，下列说法中正确的是(　　)。 A．若达到平衡时，测得体系放出9.24 kJ热量，则H2反应速率变化曲线如图a所示 B．反应过程中，混合气体平均相对分子质量为M，混合气体密度为d，混合气体压强为p，三者的变化趋势如图b C．如图c所示，容器Ⅰ和Ⅱ达到平衡时，NH3的体积分数为w，则容器Ⅰ放出热量与容器Ⅱ吸收热量之和为92.4 kJ D．若起始加入物料为1 mol N2、3 mol H2，在不同条件下达到平衡时，NH3的体积分数变化如图d所示 思路点拨 有关化学平衡图像题常见的思维途径 即时训练3 下列各项表述与示意图一致的是(　　)。 A．图①中a、b曲线分别表示反应CH2===CH2(g)＋H2(g)===CH3CH3(g)　ΔH＜0；使用和未使用催化剂时，反应过程中的能量变化 B．图②表示25 ℃时，用0.01 mol·L－1盐酸滴定一定体积的0.01 mol·L－1 NaOH溶液，溶液的pH随加入酸体积的变化 C．图③表示CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)反应CH4的转化率与温度、压强的关系，且p1＞p2、ΔH＜0 D．图④中曲线表示反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0；正、逆反应的平衡常数K随温度的变化 热点四、化学反应速率及化学平衡的计算 【例4】某温度下H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝2.25。(1)该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2O(g)和CO(g)，发生反应H2O(g)＋CO(g)H2(g)＋CO2(g)，三个容器中反应物的起始浓度如下表所示： 起始浓度/(mol·L－1) 甲 乙 丙 c(H2O) 0.010 0.020 0.020 c(CO) 0.010 0.010 0.020 (1)该反应的平衡常数表达式为____________；反应开始时，容器________中反应速率最快；5 min时甲中反应达到平衡状态，达到平衡后甲中的CO的转化率为________，则5 min内甲中CO2的平均生成速率为______________。 (2)在该温度下，在体积为2 L的容器中加入物质的量均为2 mol的H2O、CO、H2、CO2，则H2O(g)＋CO(g)H2(g)＋CO2(g)平衡开始向__________(填“左”“右”“不移动”或“无法确定”)。 方法技巧 有关化学反应速率及平衡的计算，如果我们不能一步得出答案，一般可用“三部曲”(始态、反应、终态)进行求解，但应该注意： ①参加反应(消耗或生成)的各物质的浓度比值一定等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比，由于始态时，是人为控制的，故不同物质的始态、终态各物质的量的比值不一定等于化学方程式中的化学计量数之比；若反应物始态时浓度成计量数比，则各反应物的转化率相等，且终态时，反应物的浓度也成计量数比。 ②始态、反应、终态中的物理量要统一，要么都用物质的量，要么都用物质的量浓度，要么都用气体的体积。[来源:Zxxk.Com] ③计算化学平衡常数时，一定要运用各物质的“平衡浓度”来计算，勿利用各物质的“物质的量”或“非平衡时的浓度”进行计算。 ④平衡常数的表达式与化学方程式的书写形式有关，对于同一个反应，当化学方程式的计量数发生变化时，平衡常数的数值及单位均发生变化，当化学方程式逆写时，此时平衡常数是原平衡常数的倒数。 即时训练4 (2012河南郑州一次质检，11)一定温度下，在容积为2 L的密闭容器中发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，部分数据见下表(表中t2＞t1)： 反应时 间/min eq \f(n(CO),mol) eq \f(n(H2O),mol) eq \f(n(CO2),mol) eq \f(n(H2),mol) 0 1.20 0.50 0 0 t1 0.80 t2 0.20 下列说法正确的是(　　)。 A．反应在t1 min内的平均反应速率为v(H2)＝eq \f(0.4,t1) mol·L－1·min－1 B．平衡时CO的转化率为66.67% C．该温度下反应的平衡常数为1 D．其他条件不变，若起始时n(CO)＝0.60 mol，n(H2O)＝1.20 mol，则平衡时n(CO2)＝0.20 mol 误区警示 1．混淆化学反应速率变化与化学平衡的移动的关系。 化学平衡移动，则化学反应速率一定改变，但化学反应速率改变，化学平衡不一定移动，如催化剂对化学平衡的影响，另外平衡正向移动，不可错误地认为逆反应速率减小，正反应速率就增大。 2．忽视物质的状态。 我们在分析压强大小或物质的量的多少对化学反应速率的影响时，一定要注意物质的状态，最后归结到浓度的变化，用浓度的变化分析化学反应速率的变化。 3．混淆勒夏特列原理中的“减弱”。 勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动，此处的“减弱”是在改变后的基础上减弱，并不能抵消，更不能超越。 4．分析达到平衡所需时间时不从速率的角度分析，而从化学平衡的角度分析。 一般我们比较时间长短，要从反应速率的大小进行比较，和化学平衡移动无关，化学反应速率越大，所需时间越短。 5．混淆化学平衡移动与转化率的关系。 化学平衡正向移动，反应物转化率不一定增大。 6．混淆影响化学平衡常数的因素。 跟踪练习 判断正误：(正确的打“√”号，错误的打“×”号) 1．对于A(g)＋2B(g)2Q(g)，增大压强平衡右移，正反应速率增大，逆反应速率减小。 2．对于Zn＋H2SO4===H2↑＋ZnSO4，增加Zn的量，生成氢气的速率加快。 3．对于A(s)＋2B(g)2Q(g)反应加压平衡不移动。 4．对于2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应，增大压强，体积缩小，则平衡右移使压强减小，最终体系的压强比原平衡时小。 5．对于2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0的反应，升温，则平衡左移，使体系温度比原平衡小。 6．对于A(g)＋2B(g)2Q(g)　ΔH＜0的反应，在其他条件均相同，只有温度不同，自反应开始到达平衡状态在100 ℃所需的时间小于在10 ℃所需的时间。 7．对于2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应，恒温恒容充入SO2，平衡向右移动，达到平衡后SO2的转化率增大。 8．在温度不变条件下，加压使2SO2＋O22SO3向正反应方向移动，化学平衡常数增大。 1．下列条件一定能使反应速率加大的是(　　)。 ①增加反应物的物质的量　②升高温度　③缩小反应容器的体积　④不断分离出生成物　⑤加入MnO2 A．全部 B．①②⑤ C．② D．②③ 2．合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0；图1表示在2 L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图2表示在其他条件不变的情况下，改变起始物H2的物质的量对此反应平衡的影响。下列说法正确的是(　　)。 图1 　　 图2 A．图1中，0～10 min内，v(N2)是不断增大的 B．图1中，从11 min起保持其他条件不变，压缩容器的体积为1 L，则n(N2)的变化曲线为d C．图2中a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是b点 D．图2中T1和T2表示温度，对应温度下的平衡常数为K1、K2，则：T1＞T2，K1＞K2 3．(2012湖北十堰调考，12)已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)　ΔH＞0。在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝1.0 mol·L－1，c(N)＝3.0 mol·L－1，达到平衡时N的转化率为25%。下列说法正确的是(　　)。 A．达到平衡后，增大压强，则正、逆反应速率不变，M的转化率不变 B．温度升高，达到新平衡时M的体积分数增大 C．相同条件下，增大N的浓度，反应正向进行，平衡常数增大 D．相同条件下，若起始时c(M)＝c(N)，达到平衡后，M的转化率＞25%[来源:学科网ZXXK] 4．(2012山东理综，29)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应： (CH3)2NNH2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(g)　(Ⅰ) (1)反应(Ⅰ)中氧化剂是______。 (2)火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N2O4(g)2NO2(g)　(Ⅱ) 当温度升高时，气体颜色变深，则反应(Ⅱ)为______(填“吸热”或“放热”)反应。 (3)一定温度下，反应(Ⅱ)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是______。 若在相同温度下，上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行，平衡常数______(填“增大”“不变”或“减小”)，反应3 s后NO2的物质的量为0.6 mol，则0～3 s内的平均反应速率v(N2O4)＝____________ mol·(L·s)－1。 (4)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25 ℃时，将a mol NH4NO3溶于水，溶液显酸性，原因是________________(用离子方程式表示)。向该溶液滴加b L 氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将______(填“正向”“不”或“逆向”)移动，所滴加氨水的浓度为______mol·L－1。(NH3·H2O的电离平衡常数取Kb＝2×10－5 mol·L－1) 5．汽车尾气的主要成分是一氧化碳和氮氧化物，治理尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＜0。若在一定温度下，将2 mol NO、1 mol CO充入固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示。则从开始到达到平衡状态的过程中，平均反应速率v(CO2)＝______，(结果保留两位有效数字)，该温度下，反应的化学平衡常数K＝________(用分数表示)。20 min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是________(填字母)。 ①加入催化剂 ②降低温度 ③缩小容器体积 ④增加CO的物质的量 A．只有① B．②和④ C．只有③ D．只有④ 6．(1)科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应：2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1 进一步研究NH3生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表： 温度T/K 303 313 323 NH3生成量/(10－6mol) 4.8 5.9 6.0 ①此合成反应的a______0(填“＞”“＜”或“＝”)。 ②达到平衡后改变下列条件能使上述反应的反应速率增大，且平衡向正向移动的是________。 a．选用更高效的催化剂 b．升高温度 c．及时分离出氨气 d．增加水蒸气的浓度 (2)工业生产中产生含SO2的废气，经石灰吸收和氧化后制成硫酸钙，硫酸钙是一种用途非常广泛的产品，可用于生产硫酸、水泥等。硫酸生产中，SO2催化氧化成SO3的热化学方程式为：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.0 kJ·mol－1 ①容器体积不变时，为了提高SO2的转化率，可采用的措施是______(填字母标号)。 A．加入催化剂V2O5 B．使用过量SO2 C．高温 D．通入过量空气 ②某温度时，在一个容积为10 L的密闭容器中充入4.0 mol SO2和2.0 mol O2，半分钟后达到平衡，并放出352.8 kJ的热量。此时SO2的转化率是________，该温度下的平衡常数K＝________。 参考答案 命题调研·明晰考向 真题试做 1．答案：①0.234 mol·L－1　②＜　③0.031　④v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)　⑤＞　在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大 解析：①c(Cl2)＝0.11 mol·L－1、c(CO)＝0.085 mol·L－1、c(COCl2)＝0.04mol·L－1，代入K＝eq \f(c(CO)·c(Cl2),c(COCl2))≈0.234 mol·L－1；②第4 min时，Cl2与CO的浓度均逐渐增大，再结合此反应正向为吸热反应，所以第4 min时改变的条件一定是升高温度，故T(2)＜T(8)；③用平衡常数进行求解，此温度下K＝eq \f(c(CO)·c(Cl2),c(COCl2))＝0.234 mol·L－1＝eq \f(0.06 mol·L－1·0.12 mol·L－1,c(COCl2))可知c(COCl2)≈0.031 mol·L－1；④依据v(CO)＝eq \f(Δc(CO),1 min)可知v(2～3)＝v(12～13)＝0；⑤由图像可知上面的两个曲线是生成物浓度变化曲线、下面的曲线为COCl2浓度变化曲线，v(COCl2)＝eq \f(Δc(COCl2),1 min)，5～6 min时的Δc(COCl2)大于15～16 min时的，所以v(5～6)＞v(15～16)；应从影响化学反应速率的因素入手分析，由图像可知4～18分钟温度相同，只能从浓度角度分析。 2．答案：(1)③④　(2)1－eq \f(α,2) 解析：(1)①忽略了体积(2 L)；T2时斜率大于T1时斜率，所以T2＞T1，温度越高甲醇的含量越低，所以该反应是放热反应，③正确；从T1变到T2，CO2＋3H2CH3OH＋H2O左移，平衡常数减小，②错误、④正确；(2)依据“三部曲” 　　　　　CO2＋3H2CH3OH＋H2O 始态/mol 1 3 0 0 反应/mol α 3α α α 终态/mol 1－α 3－3α α α 压强之比＝物质的量之比＝[(1－α)＋(3－3α)＋α＋α]∶4。 3．答案：23.8　减小　降低　减小 解析：依据“三部曲”计算 　　　　　　　2SO2＋O22SO3 始态/(mol·L－1) 0.23 0.11 0 反应/(mol·L－1) 0.12 0.06 0.12 终态/(mol·L－1) 0.11 0.05 0.12 K＝eq \f((0.12 mol·L－1)2,(0.11 mol·L－1)2·0.05 mol·L－1)≈23.8 再加入0.50 mol O2，平衡一定右移，但O2的平衡浓度一定增大，SO2的平衡浓度一定减小，O2的转化率降低，SO2的转化率升高，由于SO3的增加量不如混合气体的增加量程度大，则SO3的体积分数减小。 4．答案：(1)Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu　Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ (2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu/Zn微电池，加快了氢气产生的速率 (3)Ag2SO4 (4)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等 (5)①30　10　17.5 ②灰黑　暗红[来源:学科网] ③当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积[来源:学科网ZXXK] 解析：(1)分析实验中涉及的物质：Zn、CuSO4、H2SO4，其中能发生的化学反应有两个：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。 (2)由于Zn与CuSO4溶液反应生成的Cu附着在Zn片表面，构成铜锌原电池，从而加快了H2产生的速率。 (3)4种溶液中能与Zn发生置换反应的只有Ag2SO4溶液。 (4)根据影响化学反应速率的外界因素，加快反应速率的方法还有：增大反应物浓度，升高温度，使用催化剂，增大锌粒的表面积等。注意H2SO4浓度不能过大，因为浓硫酸与Zn反应不生成H2。 (5)若研究CuSO4的量对H2生成速率的影响，则实验中除CuSO4的量不同之外，其他物质的量均相同，则V1＝V2＝V3＝V4＝V5＝30 mL，最终溶液总体积相同，由实验F可知，溶液的总体积均为50 mL，则V6＝10 mL，V9＝17.5 mL。随着CuSO4的量增大，则附着在Zn片表面的Cu会越来越多，当Cu完全覆盖Zn片时，Zn不能与H2SO4接触，则生成H2的速率会减小。 精要例析·聚焦热点 热点例析 【例1】 答案：(1)a、c、d、e、f、h　(2)b、e 解析：(1)依据转化率α＝eq \f(反应物转化的物质的量(或质量、浓度),反应物起始的物质的量(或质量、浓度))×100%，a、c、d、f均能使平衡右移，碳转化的物质的量增大，符合；b使平衡向左移动，碳转化的物质的量减小，不符合；e相当于减压，使平衡右移，碳转化的物质的量增大，符合；g平衡不移动，不符合；h化学平衡常数K只随温度变化而变化，所以采取的措施一定是升高温度，符合。(2)加入水蒸气平衡右移，水的转化率降低、水蒸气浓度增大，化学平衡常数不变，所以c、d、j均错；CO的质量分数＝eq \f(CO的质量,气体的总质量)×100%，减小CO的浓度，平衡右移，CO的质量、气体的总质量均减小，但CO的质量减小得多，所以a错误；加入水蒸气平衡右移，c(H2O)、c(CO)均增大，但c(H2O)增大得多，i错误；平衡右移生成物的产量一定增大，b正确；平衡向正反应方向移动，所以v(正)＞v(逆)，e正确；若减压，平衡向正反应方向移动，但正逆反应速率均降低，f错误；升高温度平衡向正方向移动，正逆反应速率均增大，故g错误；由碳是固体可知h错误。 【即时训练1】 C　解析：如向N2＋3H22NH3中充入N2，N2的转化率降低、H2的转化率增大，A错误；由催化剂性质，可知B错误、C正确；增大体系压强，对等体反应平衡不移动，对增体反应平衡逆反应方向移动，D选项错误。 【例2】 答案：(1)bcd (2)通过计算a＝1.60(或b＝0.80)，说明在一定条件下，t1→t2时各组分浓度(或物质的量)均已不再发生改变，所以t1时反应已经达到化学平衡状态 (3)ade　(4)0.001 解析：(1)a均是正反应速率；此反应不是等体积反应，b可以。(3)平衡常数变大，只能通过升高温度，使平衡右移，b、c错误。(4)减小气体的质量＝生成SiO2的质量＝0.03 g·L－1×1 L＝0.03 g，n(SiO2)＝0.000 5 mol，所以生成n(HF)＝0.000 5 mol×4＝0.002 mol，v(HF)＝eq \f(0.002 mol,1 L×2 min)＝0.001 mol·L－1·min－1。 【即时训练2】 D　解析：温度升高K增大，平衡右移，反应为吸热反应，A错误；B选项没有标明正逆反应速率，错误；此反应为等体反应，C错误；由K＝eq \f(c(CO)·c(H2O),c(CO2)·c(H2))＝1，可知D正确。 【例3】 C　解析：随着反应进行，c(H2)逐渐降低，所以H2反应速率也逐渐减小，A错误；依据M＝eq \f(气体的总质量,气体的总物质的量)、d＝eq \f(气体的总质量,气体的总体积)，气体总质量、总体积不变，而气体的总物质的量减小，所以M逐渐增大至平衡后保持不变、p逐渐减小至平衡后保持不变，d始终不变，B选项错误；Ⅰ和Ⅱ达到平衡时是“等效平衡”，Ⅰ生成的n(NH3)与Ⅱ剩余的n(NH3)相等，即Ⅰ生成的n(NH3)＋Ⅱ消耗的n(NH3)＝2 mol，所以C正确；温度越高达到平衡的时间越短，且升高温度平衡左移，氨气的体积分数减小，D错误。 【即时训练3】 D　解析：此反应是放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，A错误；0.01 mol·L－1 NaOH溶液的pH为12，B错误；压强越大，CH4转化率越小，压强与图像相符。如果ΔH＜0，温度越高CH4转化率越小，C错误；此反应是放热反应，随着温度的升高正、逆反应的平衡常数分别减小、增大，D正确。 【例4】 答案：eq \f(c(H2)·c(CO2),c(H2O)·c(CO))　丙　40%　0.000 8 mol·L－1·min－1　左 解析：(1)根据题意，可以利用“三部曲”求解， 　　　　　　　H2O(g)＋CO(g) H2(g)＋CO2(g) 始态/(mol·L－1): 0.010 0.010 0 0 反应/(mol·L－1): x x x x 终态/(mol·L－1): 0.010－x 0.010－x x x K＝eq \f(c(H2)·c(CO2),c(H2O)·c(CO))＝eq \f(x·x,(0.010－x)·(0.010－x))＝eq \f(1,2.25)，所以x＝0.004 mol·L－1，CO的转化率＝eq \f(0.004,0.010)×100%＝40%，v(CO2)＝0.004 mol·L－1÷5 min＝0.000 8 mol·L－1·min－1。 (2)H2O、CO、H2、CO2各物质的浓度均为1 mol·L－1，所以反应开始时eq \f(c(H2)·c(CO2),c(H2O)·c(CO))＝1大于平衡常数eq \f(1,2.25)，平衡向左移动。 【即时训练4】 C　解析：(1)根据题意，可以利用“三部曲”求解， 　　　　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 始态/(mol·L－1): 0.6 0.3 0 0 t1反应/(mol·L－1): 0.2 0.2 0.2 0.2[来源:学科网ZXXK] t1终态/(mol·L－1): 0.4 0.1 0.2 0.2[来源:学,科,网Z,X,X,K] t2反应/(mol·L－1): 0.2 0.2 0.2 0.2 t2终态/(mol·L－1): 0.4 0.1 0.2 0.2 所以反应t1时达到平衡状态；v(H2)＝eq \f(0.2,t1) mol·L－1·min－1，A错误；CO的转化率＝eq \f(0.2,0.6)，B错误；K＝eq \f(c(H2)·c(CO2),c(H2O)·c(CO))＝eq \f(0.2×0.2,0.4×0.1)＝1，C正确；D选项利用“三部曲”： 　　　　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 始态/(mol·L－1): 0.3 0.6 0 0 反应/(mol·L－1): x x x x 终态/(mol·L－1): 0.3－x 0.6－x x x K＝eq \f(c(H2)·c(CO2),c(H2O)·c(CO))＝eq \f(x·x,(0.3－x)·(0.6－x))＝1，所以x＝0.2 mol·L－1，即c(CO2)＝0.2 mol·L－1，n(CO2)＝0.2 mol·L－1×2 L，错误。 误区警示[来源:Z。xx。k.Com] 【跟踪练习】 答案：×　×　√　×　×　√　×　× 解析：1.加压各物质的浓度均增大，正逆反应速率均增大，错误；2.锌是固体，错误；3.A是固体，此反应为等体积反应，正确；6.温度越高，化学反应速率越大，达到平衡所需时间越短，正确。8.平衡常数只随温度变化而变化，错误。 创新模拟·预测演练 1．C　解析：关键是“一定能使反应速率加大”，①对于纯液体和固体不适用；③只对有气体参与的反应有作用，且改变容积必须引起浓度的变化；④使反应速率减小；⑤MnO2不是所有反应的催化剂。 2．B　解析：随着反应的进行，c(N2)逐渐减小，且减小幅度也在逐渐减小，所以v(N2)逐渐减小，A错误；压缩容器的体积，在压缩的瞬间n(N2)不变(注意本题是物质的量，不是浓度)，平衡右移，使n(N2)逐渐减小，B正确；同一温度下，随着c(H2)增大，N2的转化率逐渐增大，所以在a、b、c三点中c点的N2转化率最高，C错误；根据图2，当n(H2)相同时，升高温度，平衡左移，NH3%减小，所以T1＜T2，K1＞K2，D错误。 3．D　解析：A选项，正逆反应速率均增大，且增大倍数相同，平衡不移动，错误；升高温度平衡右移，M的体积分数减小，B错误；C选项，改变浓度平衡常数不变，错误；D选项，相当于在原平衡的基础上加入M，所以N的转化率增大，又因为起始时c(M)∶c(N)＝1∶1＝方程式中计量数之比，所以M的转化率等于N的转化率。 4．答案：(1)N2O4 (2)吸热 (3)ad　不变　0.1 (4)NHeq \o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋　逆向　eq \f(a,200b) 解析：(1)分析元素的化合价可知，N2O4中N元素的化合价由＋4价变为0价，被还原，作氧化剂。(2)升高温度，气体颜色加深，说明NO2的浓度增大，平衡正向移动，所以反应(Ⅱ)是吸热反应。(3)因为反应N2O42NO2的正方向是气体的物质的量增大的方向，在恒压下建立平衡时，气体的体积应该增大，气体的质量不变，所以其密度为变量，当密度不再改变时说明反应达到平衡状态，a正确；温度一定时，反应的焓变为定值，所以焓变不变不能说明反应是否达到平衡状态，b错误；当v(正)＝v(逆)时反应达到平衡状态，而c中均为v(正)，故c错误；N2O4的转化率为变量，当其不变时说明反应达到平衡状态，d正确。化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变。根据题意可知，在3 s时，用NO2表示的化学反应速率是0.2 mol·(L·s)－1，根据速率之比等于化学计量数之比可得，N2O4的反应速率是0.1 mol·(L·s)－1。(4)NH4NO3溶液显酸性是因为NHeq \o\al(＋,4)发生水解：NHeq \o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋，盐的水解促进了水的电离，加入氨水至中性的过程中抑制了水的电离，所以水的电离平衡将逆向移动。根据NH3·H2O的电离平衡常数Kb＝[c(NHeq \o\al(＋,4))·c(OH－)]/c(NH3·H2O)可知，c(NH3·H2O)＝[c(NHeq \o\al(＋,4))·c(OH－)]/Kb，故n(NHeq \o\al(＋,4))＝200n(NH3·H2O)，根据电荷守恒可知n(NHeq \o\al(＋,4))＝n(NOeq \o\al(－,3))＝a mol。所以n(NH3·H2O)＝eq \f(a,200) mol c(NH3·H2O)＝eq \f(n(NH3·H2O),b L)＝eq \f(a,200b) mol·L－1。 5．答案：0.027 mol·L－1·min－1　5/144　B 解析：由图像可知此容器为1 L，可以利用“三部曲”求解： 　　　　　　2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) 始态(mol·L－1): 2 1 0 0 反应(mol·L－1): 0.4 0.4 0.2 0.4 终态(mol·L－1): 1.6 0.6 0.2 0.4 K＝eq \f(c(N2)·c2(CO2),c2(NO)·c2(CO))＝eq \f(0.2×0.4 2,1.62×0.62)＝eq \f(5,144)，v(CO2)＝0.4 mol·L－1÷15 min≈0.027 mol·L－1·min－1；改变条件瞬间N2浓度不变，所以③不可以，随着反应的进行，N2浓度逐渐增加，平衡右移，②和④可以，催化剂不影响化学反应平衡。 6．答案：(1)①＞　②bd　(2)①D　②90%　4 050 解析：(1)温度升高平衡向右移动，所以正反应为吸热反应；分离出氨气平衡右移，但反应速率降低，c错误；(2)②依据热化学方程式可知有2 mol SO2与1 mol O2完全反应放出196.0 kJ的热量，所以参加反应的n(SO2)＝eq \f(352.8,196.0)×2 mol＝3.6 mol，依据“三部曲” 　　　　　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO2(g) 始态/(mol·L－1): 0.4 0.2 0 反应/(mol·L－1): 0.36 0.18 0.36 终态/(mol·L－1): 0.04 0.02 0.36 K＝eq \f(0.362,0.042×0.02)＝4 050 PAGE - 15 - www.ks5u.com 版权所有@高考资源网